本發(fā)明屬于車用發(fā)動機技術領域，具體涉及利用排氣熱能提高發(fā)動機高原功率的方法。

背景技術：

發(fā)動機高原條件下工作，由于空氣密度降低，進入氣缸內的空氣量(氧氣量)減小，導致發(fā)動機功率下降，性能惡化，甚至故障頻發(fā)，影響了發(fā)動機工作的可靠性。

發(fā)動機轉化為有效功的能量僅占燃料總熱量的35～40％，排氣帶走的能量也占到燃料總熱量的35～40％，可以通過對排氣能量的有效利用提高發(fā)動機的性能。通過渦輪增壓技術，可以利用部分排氣能量，但是由于受渦輪增壓器與發(fā)動機匹配、進排氣壓力和溫度的限制，普通渦輪增壓柴油機在外特性下，處于增壓器低效率和高效率區(qū)時分別只回收了約6％和13％的排氣能量，同時增壓器壓氣機大約只利用了2％的排氣能量用于提高進氣壓力。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種利用排氣熱能提高發(fā)動機高原功率的方法及發(fā)動機，以解決發(fā)動機高原進氣量減小功率下降的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種利用排氣熱能提高發(fā)動機高原功率的方法，包括如下內容：

將發(fā)動機的高溫排氣通過熱電轉化裝置或蒸汽發(fā)電裝置后輸出電能；

利用輸出的電能電解水生成氫氣和氧氣，生成的氫氣和氧氣通過管路分別與發(fā)動機的進氣管連通，與發(fā)動機進氣一同進入氣缸，為發(fā)動機補充氧氣。

優(yōu)選的，所述蒸汽發(fā)電裝置為朗肯蒸汽動力循環(huán)發(fā)電裝置。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述方法具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明利用排氣熱能提高發(fā)動機高原功率，一方面利用了排氣熱能，提高了發(fā)動機能量利用率；另一方面，利用排氣熱量輸出電能并且電解水生成氧氣，為發(fā)動機工作在高原條件下補充了氧氣，解決發(fā)動機高原進氣量減小功率下降的問題。

(2)本發(fā)明設計合理，容易實現(xiàn)。

本發(fā)明一種利用排氣熱能提高高原功率的發(fā)動機，包括發(fā)動機機體、發(fā)電裝置和電解水裝置，所述發(fā)動機機體的高溫排氣通過發(fā)電裝置后輸出電能，所述電解水裝置利用輸出的電能電解水生成氫氣和氧氣，生成的氫氣和氧氣通過管路分別與發(fā)動機機體的進氣管連通，與發(fā)動機進氣一同進入發(fā)動機機體的氣缸內，為發(fā)動機機體補充氧氣。

優(yōu)選的，所述發(fā)電裝置為熱電轉化裝置或蒸汽發(fā)電裝置。

優(yōu)選的，所述蒸汽發(fā)電裝置為朗肯蒸汽動力循環(huán)發(fā)電裝置。

所述發(fā)動機與上述方法相對于現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例1所述利用排氣熱能提高高原功率的發(fā)動機的結構原理圖；

圖2為本發(fā)明實施例2所述利用排氣熱能提高高原功率的發(fā)動機的結構原理圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。

一種利用排氣熱能提高高原功率的發(fā)動機，如圖1、2所示，包括發(fā)動機機體、發(fā)電裝置和電解水裝置，所述發(fā)動機機體的高溫排氣通過發(fā)電裝置后輸出電能，所述電解水裝置利用輸出的電能電解水生成氫氣和氧氣，生成的氫氣和氧氣通過管路分別與發(fā)動機機體的進氣管連通，與發(fā)動機進氣一同進入發(fā)動機機體的氣缸內。

如圖1所示，所述發(fā)電裝置選擇熱電轉化裝置時的實施例1。

如圖2所示，所述發(fā)電裝置選擇蒸汽發(fā)電裝置，優(yōu)選朗肯蒸汽動力循環(huán)發(fā)電裝置時的實施例2。

工作過程：

將發(fā)動機機體的高溫排氣通過熱電轉化裝置或蒸汽發(fā)電裝置后輸出電能；利用輸出的電能電解水生成氫氣和氧氣，生成的氫氣和氧氣通過管路分別與發(fā)動機的進氣管連通，與發(fā)動機進氣一同進入氣缸，為發(fā)動機補充氧氣，提高發(fā)動機高原功率。

發(fā)動機在高原運行，由于空氣稀薄，發(fā)動機進氣量減少，導致發(fā)動機功率下降，排氣溫度過高。

本技術：
技術方案有效利用排氣熱能通過上述兩種方式發(fā)電，然后電解水獲得氧氣，重點是為發(fā)動機補充氧氣，當然，氫氣可以燃燒，也可以利用。相對其他電解水專利，創(chuàng)新在于：1)其他專利直接利用蓄電池電能或其他機械方式發(fā)電獲得電能電解水，耗電；本申請利用熱力學發(fā)電，有效利用高原條件下過高的排氣溫度，轉化為電能然后電解水，可以就地取材；2)其他專利電解水的主要目的是制備氫氣，用作氫燃料發(fā)動機；本申請的主要目的是制備氧氣，補充高原進氣量，改善燃燒，提高高原功率；3)原理和技術簡單，易實現(xiàn)和工程應用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提供了一種利用排氣熱能提高發(fā)動機高原功率的方法，包括如下內容：將發(fā)動機的高溫排氣通過熱電轉化裝置或蒸汽發(fā)電裝置后輸出電能；利用輸出的電能電解水生成氫氣和氧氣，生成的氫氣和氧氣通過管路分別與發(fā)動機的進氣管連通，與發(fā)動機進氣一同進入氣缸，為發(fā)動機補充氧氣。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述方法具有以下優(yōu)勢：本發(fā)明利用排氣熱能提高發(fā)動機高原功率，一方面利用了排氣熱能，提高了發(fā)動機能量利用率；另一方面，利用排氣熱量輸出電能并且電解水生成氧氣，為發(fā)動機工作在高原條件下補充了氧氣，解決發(fā)動機高原進氣量減小功率下降的問題。

技術研發(fā)人員：曹杰;曲栓;梁永森;高英英;王曉滕;翟一潺
受保護的技術使用者：中國北方發(fā)動機研究所（天津）
技術研發(fā)日：2017.05.04
技術公布日：2017.10.20